農(nóng)業(yè)推廣示范區(qū)的無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用與分析

鄧書林，廖秀健，劉雪勇

(1.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)公共管理與法學(xué)學(xué)院，湖南長沙 410128;2.湖南涉外經(jīng)濟學(xué)院，湖南長沙 410205)

1 農(nóng)業(yè)信息化現(xiàn)狀

1.1 農(nóng)業(yè)科技推廣中終端信息化不完善，農(nóng)民獲取信息的現(xiàn)代化途徑?jīng)]有得到普及 在農(nóng)業(yè)信息化［1-2］的實現(xiàn)進程中，更多地是強調(diào)現(xiàn)代化的信息技術(shù)和產(chǎn)品設(shè)備如何在農(nóng)業(yè)以及農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中進行應(yīng)用，農(nóng)業(yè)信息化應(yīng)該更多地考慮如何使傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)方法以及推廣模式更加信息化、現(xiàn)代化、智能化。目前，大部分省、市、自治區(qū)已建立了農(nóng)業(yè)相關(guān)的信息化中心，完成了諸如農(nóng)業(yè)信息資源數(shù)據(jù)庫、專家系統(tǒng)、優(yōu)化模型、宏觀決策系統(tǒng)、生產(chǎn)管理系統(tǒng)等農(nóng)業(yè)推廣系統(tǒng)的建設(shè)，而且縣、鄉(xiāng)一級的農(nóng)業(yè)信息中心也正在逐步建立推進之中。但是，通過調(diào)研以及文獻整理［3-8］可以得出，目前我國的農(nóng)業(yè)信息化程度仍然不高。雖然提供給農(nóng)民可以選擇的信息獲取途徑較多，但絕大多數(shù)的現(xiàn)代化途徑并沒有得到普及，更加難以談及得到很好地推廣應(yīng)用，究其原因是農(nóng)業(yè)科技推廣中的終端信息化還不完善，導(dǎo)致了現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)無法有效軟著陸。

調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，目前農(nóng)民獲取農(nóng)業(yè)信息途徑中，最為認可的仍然是廣播電視、鄉(xiāng)村集市、鄉(xiāng)村科技服務(wù)站和農(nóng)技推廣站等傳統(tǒng)渠道。對于信息互聯(lián)網(wǎng)、經(jīng)濟合作組織、農(nóng)業(yè)服務(wù)熱線等途徑只有部分農(nóng)民知道，至于懂得使用這些信息途徑的農(nóng)戶更加是少之又少。同時，在已有的關(guān)于農(nóng)業(yè)信息化的研究文獻中，更多的是側(cè)重于現(xiàn)代農(nóng)業(yè)政策理解、決策建議以及農(nóng)業(yè)信息化的優(yōu)勢分析，對于具體的信息化建設(shè)方案研究較少。從文獻［9］的統(tǒng)計結(jié)果來看，平均只有不足10%的農(nóng)戶接受過當(dāng)?shù)卣o予的農(nóng)業(yè)信息和技術(shù)方面的指導(dǎo)，由此所表現(xiàn)出來的是，農(nóng)民在農(nóng)業(yè)信息化服務(wù)方面的不滿意程度高達81.71%，其中，很不滿意的占到約40%。在涉及到選種作物等農(nóng)資，以及預(yù)估市場價格時，大多數(shù)農(nóng)戶仍然首先考慮憑借往年的種植經(jīng)驗，或者是跟隨大部分村民的統(tǒng)一選擇，其次才考慮從廣播電視、報刊雜志和農(nóng)技推廣站了解相關(guān)信息。這樣就缺少農(nóng)業(yè)特色，無法獲得更高的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率，相應(yīng)地效益也受到了影響。

1.2 基層農(nóng)業(yè)信息管理和服務(wù)人員受教育程度不高 農(nóng)業(yè)信息管理和服務(wù)是一項涉及多學(xué)科、多領(lǐng)域的系統(tǒng)工程，農(nóng)業(yè)信息化的實施也必然依賴于新農(nóng)村建設(shè)中的農(nóng)友們，他們不僅需要懂得農(nóng)業(yè)種植、生產(chǎn)和經(jīng)營，還要懂得計算機軟硬件知識以及會使用相關(guān)的信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)［10］。然而，根據(jù)文獻［9］的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，本地基層農(nóng)業(yè)信息管理和服務(wù)人員的受教育程度普遍不高，受過中專及以上教育的農(nóng)業(yè)信息員還不足40%，還有很多農(nóng)業(yè)信息員并沒有經(jīng)過系統(tǒng)學(xué)習(xí)和定期培訓(xùn)。因此，對當(dāng)前從事農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的農(nóng)戶以及農(nóng)業(yè)信息員提出上述技術(shù)要求是不現(xiàn)實的，而人才的培養(yǎng)和儲備又是一個長期的過程，不可能短短幾年就能完成。

2 農(nóng)業(yè)信息化示范園區(qū)的建設(shè)案例分析

為了加快農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化進程，有必要轉(zhuǎn)換思路、完善方法。政府以及當(dāng)?shù)亟?jīng)濟合作組織應(yīng)該發(fā)揮更大的作用，通過建設(shè)農(nóng)業(yè)信息化示范園區(qū)以及周期性的技術(shù)培訓(xùn)，在示范園區(qū)內(nèi)采用適合當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)的信息技術(shù)和農(nóng)業(yè)技術(shù)，通過實際操作和效果演示，為當(dāng)?shù)剞r(nóng)戶提供更加直觀的接觸和理解，讓農(nóng)戶切實感受到信息技術(shù)對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動的巨大影響力，從而能夠自發(fā)地學(xué)習(xí)、使用現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)技術(shù)和信息技術(shù)，這樣就能夠在農(nóng)作物的兩三個生長周期內(nèi)，有效地引導(dǎo)當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式，并繼而影響到更多的農(nóng)戶以及其他農(nóng)業(yè)項目，這樣就形成了良性循環(huán)。

2.1 農(nóng)業(yè)信息化示范園區(qū)的建設(shè)思路 通過無線傳感器網(wǎng)絡(luò)采集農(nóng)田作物的相關(guān)信息，例如溫度、濕度、光強、生長信息等，再由無線局域網(wǎng)連接后臺的處理平臺或?qū)＜蚁到y(tǒng)，對這些信息進行綜合分析與決策診斷，并將結(jié)論通過無線局域網(wǎng)再反饋給直接進行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動的農(nóng)戶們，這就形成了一個雙向、實時、末端化的農(nóng)業(yè)信息交流渠道(圖1)。對于信息化水平更高一些的農(nóng)民朋友而言，還可以自己根據(jù)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)控采集信息，通過互聯(lián)網(wǎng)進入相應(yīng)的農(nóng)業(yè)信息數(shù)據(jù)庫以及專業(yè)網(wǎng)站進行咨詢、交流和決策。

圖1 基于無線網(wǎng)絡(luò)的農(nóng)業(yè)示范園區(qū)示意

2.2 農(nóng)業(yè)信息化示范區(qū)方案的優(yōu)勢

2.2.1 實現(xiàn)便捷且成本較低。根據(jù)友盟的最新統(tǒng)計結(jié)果，截至2013年11月，使用WiFi等無線局域網(wǎng)技術(shù)接入互聯(lián)網(wǎng)的用戶達到48%，遠遠超過使用2G/3G等移動公網(wǎng)的用戶份額。一方面，無線局域網(wǎng)既可以提供比有線網(wǎng)絡(luò)更加靈活的組網(wǎng)模式，也可以提供比移動通信網(wǎng)更快的接入速度;另一方面，成本問題是最終選擇無線局域網(wǎng)的關(guān)鍵點所在。

2.2.2 具有更好的兼容性。可以直接或通過互聯(lián)網(wǎng)的方式，方便、快速地與現(xiàn)有農(nóng)業(yè)信息化系統(tǒng)，例如基于3S技術(shù)(GPS、GIS、RS)的精細農(nóng)業(yè)系統(tǒng)、專家診斷系統(tǒng)、各種農(nóng)業(yè)信息數(shù)據(jù)庫等，進行融合或?qū)印?/p>

2.2.3 分級建設(shè)、統(tǒng)一管理，具有良好的可擴展性。根據(jù)作用范圍，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)和無線局域網(wǎng)之間具有清晰的分級管理制度，既利于建成后對農(nóng)業(yè)網(wǎng)絡(luò)的故障排查和系統(tǒng)維護，也利于將來對某一網(wǎng)絡(luò)或全部系統(tǒng)的技術(shù)升級。隨著無線網(wǎng)絡(luò)帶寬的逐步增大以及視頻壓縮技術(shù)的提升，在不久的將來，還可以完全實現(xiàn)基于圖像診斷的實時監(jiān)測農(nóng)業(yè)信息系統(tǒng)。

3 示范園區(qū)的主要信息技術(shù)

3.1 無線傳感器網(wǎng)絡(luò) 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)第一線的田間地頭，其基本組成單元是大量的微型智能傳感器，通過一定的規(guī)劃或隨機投放，分布在廣闊的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)區(qū)域中，彼此之間通過無線通信組網(wǎng)方式，完成對包括溫度、濕度、光強度、土壤成分、壓力、噪聲等與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)相關(guān)的信息的全面感知和監(jiān)測。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)具有易布置、易控制、低功耗、低成本、通信靈活等特點，目前主要應(yīng)用于精細化農(nóng)業(yè)、智能化農(nóng)業(yè)中，例如用于溫室環(huán)境的信息采集和控制、大范圍的農(nóng)田節(jié)水灌溉控制、土壤酸堿度變化的監(jiān)測、動植物生長環(huán)境信息的監(jiān)控等等。與此同時，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和物聯(lián)網(wǎng)的結(jié)合是未來農(nóng)業(yè)信息化的必然發(fā)展趨勢。而近年來，基于RFID的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)等新興產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域中發(fā)揮著越來越重要的作用，例如農(nóng)產(chǎn)品的全周期生產(chǎn)銷售跟蹤、流通環(huán)境監(jiān)控等。

3.2 無線局域網(wǎng) 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)解決了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)最前端的問題，但是由于傳感器的性能限制，其通信能力、傳輸距離以及網(wǎng)絡(luò)帶寬都極為有限，無法提供高性能的信息處理平臺，難以滿足諸如視頻監(jiān)控診斷等農(nóng)業(yè)信息的寬帶傳輸需求。基于WiFi的無線局域網(wǎng)技術(shù)可以很好地解決農(nóng)業(yè)信息化“最后一公里”問題。目前，采用IEEE 802.11 g/n的WiFi網(wǎng)絡(luò)可以提供高達100 Mbps以上的無線傳輸速率，并且通過中繼或多跳技術(shù)，可以覆蓋長達幾公里的示范區(qū)范圍。

基于這兩種信息技術(shù)，未來農(nóng)業(yè)信息化中的無線網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用可以重點考慮以下問題:①農(nóng)用傳感器種類需要進一步擴展，以滿足農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中更為精細的信息控制。②網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的性價比需要進一步提升，以滿足農(nóng)戶對生產(chǎn)成本的控制。③無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)自身的發(fā)展與成熟，包括傳感器的能耗技術(shù)與定位精度、無線局域網(wǎng)的通信性能與安全問題等。

4 結(jié)語

先進、高效的農(nóng)業(yè)信息系統(tǒng)，不僅是一個農(nóng)業(yè)服務(wù)體系，也是現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)體系?；跓o線網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建農(nóng)業(yè)科技推廣的示范園區(qū)，能夠使現(xiàn)代信息技術(shù)快速融入到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動中去，使農(nóng)民切身體會到農(nóng)業(yè)信息化帶來的巨大優(yōu)勢和顯著成效，對解決好“三農(nóng)”問題，建設(shè)社會主義新農(nóng)村將產(chǎn)生重要影響。

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